Estudio de la exactitud del tratamiento de hipofraccionamiento en próstata mediante la ecuación de Van Herk
Date
2022-02-03Authors
Duarte Camacho, Francy KarinaDirectors
Muñoz Bravo, Jorge EmilioPublisher
Pontificia Universidad Javeriana
Faculty
Facultad de Ciencias
Program
Maestría en Física Médica
Obtained title
Magíster en Física Médica
Type
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
COAR
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Citación
Metadata
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English Title
Study of the accuracy of prostate hypofractionation treatment using the Van Herk equationResumen
En la radioterapia se debe administrar la dosis al paciente asegurando que el Volumen blanco clínico (CTV) reciba la dosis prescrita, por esto es necesario identificar, calcular y minimizar los errores presentes en la secuencia de tratamiento de radioterapia pues estos influyen en la exactitud de la entrega del tratamiento y en el margen CTV. El propósito de este trabajo fue evaluar la exactitud en la entrega de la dosis de los tratamientos hipofraccionados para el cáncer de próstata teniendo en cuenta los errores geométricos de configuración del paciente y delineación del volumen blanco, que contribuyen al componente sistemático y aleatorio del error, para por medio de la aplicación de la ecuación de Van Herk determinar el margen al CTV.
La exactitud de los tratamientos de CA de próstata se puede dar cuantificando los errores sistemáticos y aleatorios que llevan a una elección objetiva del margen del CTV al volumen blanco de planeación (PTV), por medio de la ecuación de Van Herk, involucrando la influencia que tienen los errores de configuración del paciente y delineación del Volumen blanco, permitiendo que se tenga un PTV adecuado para no subdosificar el CTV y no infradosificar los órganos a riesgo como el recto y la vejiga.
Se analizaron 35 pacientes con CA de próstata del Centro Javeriano de Oncología tratados con radioterapia externa hipofraccionada con fiducias intraprostáticas, en técnica VMAT. En diferentes sesiones de la administración de la dosis se realizó una tomografía con el sistema de imágenes volumétricas (XVI), como la herramienta de radioterapia guiada por imágenes. Para el cálculo del error sistemático y aleatorio de configuración se compararon las imágenes de referencia obtenidas de la CT de simulación con las imágenes de tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) adquiridas en cada sesión del tratamiento, para cada paciente. Para el error sistemático de delineación del CTV, se realizó la comparación de las delineaciones de los volúmenes clínicos hechas de forma independiente por dos radioncólogos, esto para encontrar la variabilidad interobservador.
Al calcular los errores sistemáticos y aleatorios, se determinó por medio de la ecuación de Van Herk un margen al CTV de: +x =0,53 cm, -x = 0,63 cm, +y = 0,61 cm, -y=0,70 cm, +z=0,73 cm y -z=0,55 cm cuando se tiene en cuenta un volumen de únicamente la próstata, y un margen de +x=0,56 cm, -x=0,67 cm, +y=0,74 cm, -y=0,76 cm, +z=0,70 cm y -z=0,64 cm cuando se tiene el volumen de próstata más vesículas seminales, que garantiza en los tratamientos de CA de próstata que el 90% de los pacientes recibiera al menos el 95% de la dosis prescrita al CTV. Encontrando que en el 100% de los resultados el error sistemático de configuración del pacientes es menor que el error sistemático de delineación, teniendo este con mayor contribución al componente sistemático del error. Basados en el error aleatorio de configuración se proponen niveles de tolerancia de: σ_X= 0,19 cm, σ_Y= 0,21 cm y σ_Z= 0,29 cm para la revisión online, establecer pasos y pautas de la verificación geométrica en la comparación de las imágenes de referencia y de tratamiento.
Abstract
In radiotherapy, the dose must be administered to the patient ensuring that the clinical target volume (CTV) receives the prescribed dose, therefore it is necessary to identify, calculate and minimize the errors present in the radiotherapy treatment sequence as they influence the accuracy of treatment delivery and the CTV margin. The purpose of this work was to evaluate the dose delivery accuracy of hypofractionated treatments for prostate cancer taking into account the geometric errors of patient setup and target volume delineation, which contribute to the systematic and random component of the error, in order to determine the CTV margin by applying the Van Herk equation.
The accuracy of prostate CA treatments can be achieved by quantifying the systematic and random errors that lead to an objective choice of the CTV margin to the planning target volume (PTV), by means of the Van Herk equation, involving the influence of patient setup and target volume delineation errors, allowing for an adequate PTV not to underdosing the CTV and not to overdosing the organs at risk such as the rectum and bladder.
The following were analyzed 35 patients with prostate CA from the Centro Javeriano de Oncología treated with hypofractionated external radiotherapy with intraprostatic fiducials, in VMAT technique, were analyzed. In different sessions of the dose administration, a tomography was performed with the volumetric imaging system (XVI), as the image-guided radiotherapy tool. For the calculation of the systematic and random setup error, the reference images obtained from the simulation CT were compared with the cone beam computed tomography (CBCT) images acquired in each treatment session, for each patient. For the systematic CTV delineation error, comparison of the clinical volume delineations made independently by two radiation oncologists was performed, this to find interobserver variability.
When calculating the systematic and random errors, a margin to the CTV was determined by means of the Van Herk equation of: +x=0.53 cm, -x=0.63 cm, +y=0.61 cm, -y=0.70 cm, +z=0.73 cm and -z=0.55 cm when taking into account a prostate-only volume, and a margin of +x=0.56 cm, -x=0.67 cm, +y=0.74 cm, -y=0.76 cm, +z=0, 70 cm and -z=0.64 cm when the volume of prostate plus seminal vesicles is taken, which guarantees in prostate CA treatments that 90% of the patients received at least 95% of the prescribed dose to the CTV. It was found that in 100% of the results the systematic error of patient configuration is lower than the systematic error of delineation, the latter having a greater contribution to the systematic component of the error. Based on the random configuration error, tolerance levels of: σ_X= 0.19 cm, σ_Y= 0.21 cm and σ_Z= 0.29 cm are proposed for the online review, establishing steps and guidelines for the geometric verification in the comparison of the reference and treatment images.
Keywords
ExactitudPróstata
Hipofraccionamiento
Error de configuración
Error de delineación
Componente sistemático del error
Componente aleatorio del error
Margen PTV
Tolerance levels
Keywords
AccuracyProstate
Hypofractionation
Setup error
Delineation error
Systematic component of error
Random component of error
PTV margin
Tolerance levels.
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ColombiaTemporary coverage
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